一種自動化檢定流水線的風險預警和評估方法研究

邵淮嶺

(國網河南省電力公司電力科學研究院計量中心，鄭州 450001)

?

一種自動化檢定流水線的風險預警和評估方法研究

邵淮嶺

(國網河南省電力公司電力科學研究院計量中心，鄭州 450001)

通過對自動化檢定流水線的風險預警和評估，提高檢定流水線工作的可靠性和穩定性。自動化檢定流水線的風險預警和評估系統，通過對自動化檢定流水線風險信息采集，對風險指標進行量化評估，根據風險量化及評估結果，結合專家系統進行自動化檢定系統的分享監控和預警管理。采用ETL、OPC等標準協議與技術，實現對自動化檢定流水線的風險預警系統的軟件開發設計，實現系統的軟硬件一體化集成。實驗分析結果表明，采用該方法進行自動化檢定流水線的風險預警和評估的準確預報能力較高，結果準確可靠，具有較好的應用價值。

自動化檢定流水線；風險預警；風險量化；風險評估

隨著自動化檢定流水線在國家電網中的廣泛應用，對自動化檢定流水線運行的穩定性、可靠性提出了更高的要求，通過對自動化檢定流水線的風險預警和評估，提高檢定流水線工作的可靠性和穩定性。自動化檢定流水線是建立在單相電能表自動化檢定系統上的。通過對自動化檢定流水線風險信息采集，對風險指標進行量化評估，根據風險量化及評估結果，結合專家系統進行自動化檢定系統的分享監控和預警管理[1-4]。采用ETL、OPC等標準協議與技術，實現對自動化檢定，最后進行了自動化檢定流水線風險預警評估系統的軟件開發設計，通過仿真實驗進行了性能測試，得出有效性結論。

1 單相電能表自動化檢定系統總體設計

研究單相電能表自動化檢定系統的自動化檢定流水線的風險預警和評估方法，首先需要進行檢定系統設計分析單相電能表自動化檢定系統是依據國家計量檢定規程JJG596《電子式交流電能表》作為技術規范進行設計，單相電能表自動化檢定系統由上下料裝置、空箱緩存裝置、耐壓試驗裝置、直觀和通電檢查裝置、輸送裝置、多功能檢定裝置、打標裝置組成[5]。單相電能表的自動化檢定流水線的作業流程見圖1。

圖1 單相電能表的自動化檢定流水線的作業流程

根據圖1所示的單相電能表的自動化檢定流水線，制造生產調度平臺下達的檢測任務下達后，智能倉儲系統進行表箱拆垛，采集終端分別進行耐壓試驗、功耗檢測/外觀檢查。掃描電能表條碼并寫入工裝板的RFID，讀取RFID內電能表信息，各功能單元在完成檢定、檢測后，將數據結果存放于網絡數據庫。系統采用模塊化設計，設計頂升平移機構、控制器、升降系統組成周轉箱輸送系統，采集終端完全兼容檢測采集終端Ⅲ型流水線，設計的系統面向三種用電信息采集終端，主要由主輸送線(包括直線輸送段、頂升橫移單元、工件托盤)和工件托盤倉儲系統組成，用于完成被檢終端在各個工位間的輸送工作。根據分析得到單相電能表自動化檢定系統的設計結果見圖2。

圖2 單相電能表自動化檢定系統的設計結果

2 自動化檢定流水線風險預警評估的信息采集及判別

在單相電能表自動化檢定系統總體設計的基礎上，進行自動化檢定流水線風險預警評估的信息采集和風險預警評估研究，自動化檢定流水線風險預警評估系統的總體模塊分為風險定義及識別、風險量化及評估、風險控制及對策、風險監控及預測等部分。其中，風險預警評估的信息采集是實現風險量化評估的基礎，風險預警評估的信息采集采用故障樹分析法(FTA)，按照時間進程進行邏輯推理，計算人員傷害和財產損失等風險類型，通過操作自動化檢定流水線的生產調度平臺(MDS)及相關的軟件系統，完成計量器具的檢定。在自動化檢定流水線中，風險主要包括檢定裝置整體運行穩定性風險、設備風險、控制及上位軟件運行穩定性風險、人為因素及外部因素引起的風險。對風險進行定性分性，確定被列為風險具體因素。設自動化檢定流水線風險事件的標量時間序列為x(t)(t=0，1，…，n-1)，以上表示的是流水線中的工藝、設備、環境、人員的分享發生概率，根據經驗和判斷能力對風險特征進行量化編碼，得到風險評估的德爾斐模型可以描述為：

u=[u1，u2，…，uN]∈RmN

(1)

把風險分析的結果與風險準則相比較，求得自動化檢定流水線風險預警的最大梯度差：

(2)

式中m，n——風險程度接受或可容忍的過程的向量量化自相關系數。

使用統計方法對信息資料進行指數評估，得到風險特征的關聯指向性特征為：

(3)

在人員、信息、時間風險參量差異度顯著的情況下，從檢定裝置整體運行水平(檢定質量穩定可靠性)、設備因素、軟件因素(控制及上位軟件運行穩定性風險)、人為因素及外部因素等幾方面對風險進行識別和風險評估加權，加權向量表示為：

ωj=(ω0j，ω1j，…，ωk-1，j)T

(4)

通過這些描述，結合用現場觀察、工作任務分析，得到自動化檢定流水線風險預警評估的判決式為：

(5)

利用自動化檢定流水線檢定合格率、檢定效率，當低于閾值時提示或報警，利用風險矩陣方法構建自動化檢定流水線風險矩陣，以自動化檢定質量管控風險為例，表示為：

(6)

式中τ——半定量化延遲；

pi——風險的綜合等級信息量；

pj——發生頻率評估系數。

通過分析得到，實現對自動化檢定流水線風險預警評估，并給出自動化檢定流水線風險控制對策如表1所示。

表1 自動化檢定流水線風險控制對策

3 軟件開發實現及實驗分析

為了測試設計的風險預警和評估模型進行自動化檢定流水線的風險預警和評估的性能，進行軟件集成開發設計與實現，采用ETL、OPC等標準協議與技術，實現對自動化檢定流水線的風險預警系統的軟件開發設計，實現系統的軟硬件一體化集成。根據已定義的風險指標，自動化檢定流水線系統的風險指標數據通過ETL方式從MDS系統進行信息采集，對每個單元單獨建立OPC服務，通過OPC技術從生產日志、系統運維記錄中對控制系統設備狀態、故障等信息進行工況分析和故障判斷，實現風險預警管理。為了定量評估自動化檢定流水線風險預警評估性能，以預警準確性為測試指標，得到結果如圖3所示。實驗分析結果表明，采用該方法進行自動化檢定流水線的風險預警和評估的準確預報能力較高，結果準確可靠，具有較好的應用價值。

圖3 自動化檢定流水線的風險預警準確度分析

4 結語

通過對自動化檢定流水線的風險預警和評估，提高檢定流水線工作的可靠性和穩定性。自動化檢定流水線是建立在單相電能表自動化檢定系統上的。通過對自動化檢定流水線風險信息采集，對風險指標進行量化評估，根據風險量化及評估結果，結合專家系統進行自動化檢定系統的分享監控和預警管理。采用ETL、OPC等標準協議與技術，實現對自動化檢定流水線的風險預警系統的軟件開發設計，實現系統的軟硬件一體化集成。實驗分析結果表明，采用本文方法進行自動化檢定流水線的風險預警和評估的準確預報能力較高，結果準確可靠，具有較好的應用價值。

[1] 程新根,馬朝華.基于WSN的天然氣管道運行狀態安全監測系統設計[J].物聯網技術,2015,5(10):23-25.

[2] 張 冀,徐科軍.自動生成轉速參考曲線的電動執行器定位方法[J].電子測量與儀器學報,2014,28(11):1222-1234.

ZHANG Ji, XU Ke-jun. Electric actuator positioning method based on automatically generated reference speed curve[J]. Journal of Electronic Measurement and Instrument,2014(11):1222-1234.

[3] 陸興華,吳恩燊.基于安卓客戶端的智能家居電力控制優化設計[J].電力與能源,2015,35(5):692-695.

LU Xing-hua, WU En-sang. Design of smart home power control based on android client[J]．Power & Energy，201 5，35(5)：692-695．

[4] 黃 朝,許 鑫,劉敦歌,等.基于多傳感器的微弱磁異常信號提取方法研究[J].電子測量技術,2015,38(10):91-95.

HUANG Chao, XU Xin, LIU Dun-ge, et al. Extraction method of weak magnetic anomaly signal based on multi-sensor[J]．Electronic Measurement Technology，201 5，38 (10)：91-95．

[5] 郭太平,裘進浩,程 軍,等.高頻電磁渦流檢測系統及實驗研究[J].國外電子測量技術,2015,34(11):4-9.

(本文編輯：趙艷粉)

Risk Early Warning and Evaluation Method for Automatic Calibration Line

SHAO Huai-ling

(Metrology Center of HAEPC Electric Power Research Institute , Zhengzhou 450001, China)

The risk early warning and evaluation are applied to improve the reliability and stability of the automatic calibration line, which is realized through collecting the risk information, quantifying the indicators of risk assessment, and thereupon combining with expert system for automatic calibration system to share the monitoring and early warning management. The standard protocols such as ETL, OPC and technology are used for the software development and design of the risk early warning system for the automatic detection line system, and the integration of system hardware and software. Experimental analysis results show that the method can be adopted to improve the automatic detection line risk early warning and assessment with high forecasting accuracy and reliability, having good application value.

automatic calibration line; risk early warning; risk quantification; risk assessment

10.11973/dlyny201605006

邵淮嶺(1977)，男，碩士，高級工程師，主要研究領域為電能計量自動化。

TP273

A

2095-1256(2016)05-0561-03

2016-06-25